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Dossier fabrication hors-autoclave dans Composites World


Avec son numéro de février, Composites World publie un supplément dédié aux procédés de fabrication hors-autoclave, appliqués aux structures aéronautiques.
Le supplément est accessible en ligne ici, en voici un aperçu.

Si un article de ce supplément vous paraît particulièrement intéressant, laissez un commentaire !

Vision-SF50-de-Cirrus

Le Jet Vision SF50 de Cirrus est constitué de 350 éléments, pour la plupart en composite carbone polymérisé hors autoclave. Crédit photo : Cirrus Aircraft

Les procédés hors-autoclave sont utilisés pour fabriquer des pièces composites thermodurcissables dans le secteur spatial depuis plusieurs dizaines d’années, et plus récemment, dans l’aviation civile.

Cependant, la polymérisation par autoclave reste la référence des grands maîtres d’œuvre de l’aéronautique. Son principal atout : elle permet de consolider définitivement les pièces en composite et d’éliminer les porosités susceptibles de dégrader les performances mécaniques.

Une consolidation aussi exigeante (moins d’un 1 % de porosités) a toutefois un coût élevé en termes d’investissement, de coûts de fonctionnement et de temps de cycle.

À mesure que l’éventail d’applications des composites aux pièces d’avion s’élargit, la polymérisation par autoclave ne peut pas rester la seule option des fabricants.

Aujourd’hui, les alternatives disponibles incluent les préimprégnés à polymérisation sous vide (vacuum bag-only, ou VBO), le placement de fibres sèches, les procédés d’infusion (qui nécessitent une cuisson au four), le RTM et le recours aux composites thermoplastiques.

Arbre de transmission helicoptere

Le développement de cet arbre de transmission d’hélicoptère, par Automated Dynamics, a permis de remettre en cause l’idée que la porosité était un paramètre crucial pour la performance des composites thermoplastiques. Il est 35 % plus léger que la version antérieure en aluminium, et a démontré une marge de 50% par rapport au cas de charge dimensionnant (rupture en torsion après impact balistique), malgré un taux de porosité de 4 % – une valeur inacceptable pour un composite thermodurcissable. Crédit photo : Automated Dynamics

D’un point de vue technique, la question est simple : les procédés hors-autoclave permettent-ils de garantir un taux de porosité inférieur à 1 % pour les pièces thermodurcissables ? La réponse est oui, comme l’illustrent certains développements décrits dans le supplément.

Panneau superieur 12 a350xwb sous vide dans son four

Sur le site GE Aviation d’Hamble-le-Rice, en Angleterre, ce panneau supérieur, destiné au bord de fuite de la voilure d’un A350 XWB, est mis sous vide en préparation de la polymérisation – des thermocouples sur la face inférieure de l’outillage contrôleront la température pendant la cuisson.

Plus largement, les procédés hors-autoclave sont-ils capables de garantir ce paramètre technique tout en dégageant des économies suffisantes – en investissement et en cycle – pour amortir les efforts que coûteraient le développement ou la re-certification d’une nouvelle technologie ?

La réponse à cette question ne saurait tarder. Comme le montrent les exemples décrits dans le supplément, les activités de développement des procédés hors-autoclave sont conséquentes, et impliquent des structures montées sur des appareils en service.

Les professionnels des composites impliqués dans ces développements sont déterminés à aller au-delà de la démonstration de faisabilité.

 

Source : « February supplement : Out-of-autoclave processing for aero applications », Jeff Sloan, Composites World, le 4 février 2016.

Crédit de la photo utilisée en page d’accueil : préforme cousue pour cadre de hublot d’A350 XWB, par Advanced Composite Engineering.

 


A propos de Magalie Castaing

Après 10 ans d’ingénierie mécanique dans le secteur de la défense, j’ai créé une entreprise de développement web : Kasutan. Le Journal du composite est l’intersection de mes différents métiers : ingénierie, langues et internet.